时间：2022-10-07 04:34:13
变压器是高中物理中的重要章节之一，是承前启后的一个节点，它既是电磁感应知识在互感现象中的延伸，又是电路知识在这一部分的升华.如果这一部分掌握的不好，必然会影响到《电能的输送》一节的学习.本文拟从一个变压器例题的多解开始并结合自己多年的教学实践，谈谈学生在初学《变压器》一节中存在的困惑和误区.
例题一理想变压器的原副线圈匝数之比为3∶1，a、b两端接电压有效值恒定的交流电，副线圈两端接入三盏规格完全相同的灯泡，三盏灯均能正常发光.若在原线圈电路中串接入一盏相同的灯泡L，如图1所示.则下列判断中正确的是
A.灯L也能正常发光
B.灯L比前三个灯均暗
C.灯L将被烧坏
D.四个灯一样亮，但都不能正常发光
解析为了叙述方便，设a、b间的电压恒为U，接入L后，变压器原线圈两端的电压为U1，副线圈两端电压为U2，每个灯电阻恒定.笔者进行完《变压器》的新授课后，用这道题进行了一次限时小测验.课后，笔者总结了一下同学们的错因.一是部分同学把U、U1混为一谈，认为U、n1、n2不变，就是U1、U2不变，错选了A；二是部分同学用错了变流比公式I1I2=n2n1，误选了C；也有一小部分不明所以的选了C.其实这个问题很常见也很典型，笔者拟从以下三个角度分析这个问题.
方法一，电流分析法.假设接入灯L后，灯不被烧坏，副线圈中每个灯的电流为I，副线圈中的电流为I2，原线圈中的电流为I1，则I2=3I，根据I1I2=n2n1=13，可得I1=I，即灯L的电流与其他三个灯的相同.由于灯L的接入使得原线圈两端的电压减小，副线圈两端的电压也随之减少，所以灯都不能正常发光.故选D.
该法的特点是，侧重于分析通过每个灯的电流，只要能选准公式，抓住要害，几乎可以是一步到位的得到答案.
方法二，电压分析法.根据变压比公式n1n2=U1U2可得U1=n1n2U2=3U2，又因为副线圈两端的电压U1与灯L两端的电压UL之和等于U，可得U1+UL=U，又因为I1=13I2，UL=13I2R=U2，三式联立解得U2=UL=14U，而未加灯L时，原线圈两端的电压U2′=13U，故后来四个灯一样亮，但都不能正常发光.
这种解法侧重于比较每个灯两端的电压大小关系.对于这种迂回的分析方法，好多同学感到不适应，因为学生总是习惯那种不含有变压器的纯电阻电路的计算.当然，归根结底还是因为对变压器相关规律应用不熟练造成的.
解法三，含有变压器的等效负载电阻法.该法的核心思想是将理想变压器和输出端的负载这一整体用一等效电阻来代替.为更好的说明这一方法，先对理想变压器的等效负载电阻公式做一简单推导.